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1、压强 第八讲 1 理解压强的概念 熟记压强定义式p 知道其单位 帕 Pa 能运用其定义式进行简单的计算 2 知道增大或减小压强的必要性和具体情况下如何增大或减小压强 3 能定性地分析说明液体的压强与液体的深度和密度有关 并会根据液体压强公式进行简单的计算 4 知道一个标准大气压的大小 能举例说明大气压强在实际中的广泛应用 5 知道液体压强与流速的关系及其在生活中的应用 一 压强1 压力 在物理学中 把垂直压在物体表面的力叫做 其方向总是 作用点在 如图所示 表示了压力与重力的关系 2 压力的作用效果 压力的作用效果与 和 有关 用 来反映压力的作用效果 3 压强 在物理学中 物体所受 与 之比
2、叫做压强 其定义式是 单位是 符号 压力 垂直物体表面 受力物体上 压力大小 受力面积 压强 压力的大小 受力面积 p F S 帕 牛 米2 Pa N m2 1 公式p 中 F指压力 而不是重力 S是受力面积 是施力物体挤压受力物体时 二者相互挤压接触的面积 而不是物体的底面积 受力面积的国际单位是m2 2 公式p 对于固体 液体和气体都适用 4 增大或减小压强的方法 1 增大压强的方法 增大 或减小 2 减小压强的方法 减小 或增大 压力 受力面积 压力 受力面积 二 液体压强5 液体压强的产生 由于液体受到 的作用 并且具有 所以对液体内部 容器底和侧壁都有压强 6 液体内部压强的特点 液
3、体内部向 方向都有压强 液体压强随深度的增加而 在同一深度液体向各个方向的压强 液体压强还与 有关 7 液体压强 计算公式p 其中 指液体的 h表示液体中的某点到液面的 8 连通器 上端开口 下端相通的容器叫 其原理是 重力 流动性 各个 增大 相等 液体密度 gh 密度 深度 连通器 三 大气压9 大气压 空气有 对浸在其中的物体有压强 空气具有 像液体一样向各个方向都有压强 证明大气压强存在的实验有 10 大气压的测量 实验首先测出了大气压的值 准大气压 mmHg Pa 11 大气压的变化 大气压随高度的增加而 大气压与天气 温度 季节等因素有关 测量大气压的仪器叫 常用气压计有 气压计和
4、 气压计两种 四 流体压强与流速的关系12 流体压强和流速的关系 在气体和液体中 流速越大的位置 13 飞机的升力 飞机机翼向上凸起 机翼上方的空气流速比下方流速 对机翼向下的压强 机翼上下表面存在 就产生了向上的升力 重力 流动性 马德堡半球实验 托里拆利 760 1 013 105 减小 气压计 水银 无液 金属盒 压强越小 大 小 压强差 1 2013 宜宾 如图所示 边长分别为0 2m和0 1m的实心正方体A B放置在水平地面上 A 2 103kg m3 B 8 103kg m3 则物体A的质量为 kg 物体B对地面的压强为 Pa g取10N kg 2 2013 郴州 一个水池中水的深
5、度为3m 池底有一个小孔 用面积为10cm2的塞子刚好塞住 则池底受到水的压强大小为 Pa 塞子受到水的压力大小为 N g取10N kg 16 8 103 3 104 30 3 2013 齐齐哈尔 星期天 小华和爸爸到公园游玩 在湖面上划船时 她乘坐的小船的底部距水面50cm 则船底受到水的压强是 Pa 这时一艘快艇从静止的小船旁边急速驶过 小华发现小船向快艇方向靠近 这是因为在流体中 流速越大的位置 越小 4 2014 宜昌 如图所示几个现象中 属于减小压强的是 A 蚊子的口器很尖B 篆刻刀很锋利C 破窗锤前段很尖D 铁轨铺在枕木上 5 103 压强 D 5 2014 内江 某同学的体重是4
6、80N 他每只脚与地面的接触面积为160cm2 这个同学站立在水平地面上时 对地面的压强为 A 1 5 104PaB 3 0 104PaC 3 0 102PaD 1 5 102Pa6 2014 绥化 如图是甲 乙两种液体内部的压强与深度关系的图象 设甲液体密度为 甲 乙液体的密度为 乙 则 甲 乙的关系是 A 甲 乙B 甲 乙D 无法确定 A C 7 2013 广东省 如图所示 水平桌面上有一长为L 质量分布均匀的木板M 右端与桌边相齐 在水平力F的作用下 沿直线向右匀速离开桌边 在此过程中 下列说法正确的是 A M对桌面的压强变小 压力不变B M对桌面的压强不变 压力不变C M对桌面的压强变
7、大 摩擦力不变D M对桌面的压强变大 摩擦力变小8 2013 自贡 甲同学做托里拆利实验 测得管内外水银面高度差约76cm 乙同学采取下面哪个措施可以改变这个高度差 A 往水银槽内加少量水银B 用粗一些的玻璃管做实验C 把玻璃管往上提一提 但不出水银面D 把实验移到高山上去做 C D 9 2014 盐城 火车进站时 人若超过安全线 有可能被吸进轨道而发生危险 因此在火车站台上候车的乘客应站在安全线以外 因为火车通过时 人体与车辆之间 A 空气流速比外侧快 压强减小B 空气流速比外侧快 压强增大C 空气流速比外侧慢 压强减小D 空气流速比外侧慢 压强增大10 2013 安徽 在研究液面下深度为h
8、处的液体压强时 可以设想这里有一个水平放置的 平面 这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力 如图所示 设 平面 的面积为S 液体的密度为 用压强公式就能求出该处的压强 若减小所选 平面 的面积S 该处的液体压强将如何变化 A 增大B 减小C 不变D 无法判断 A C 11 2014 雅安 关于压强的知识 下列说法错误的是 A 载重汽车装有许多车轮是为了减小车对路面的压强B 人用吸管吸饮料是靠大气压把饮料 压 进嘴里C 深海潜水员必须穿抗压潜水服是因为海水的压强随着深度的增加而增大D 飞机的机翼能获得升力 是应用了流速越大的位置压强越大的原理12 2013 泉州 如图所示为沈阳自动化研
9、究所研制的救援机器人 在雅安地震救援现场首次进行作业 若该机器人的质量为18kg 履带与地面接触的总面积为0 6m2 求 1 该机器人的重力 2 该机器人对水平地面的压强 D 例1 广东中考 某实心正方体金属块的质量是m 边长是a 则金属块的密度 用m a表示 取6个这样的金属块 分别以图甲 乙两种方式放置在水平地面上 则甲 乙两种方式放置的金属块对水平地面的压力之比F甲 F乙 压强之比p甲 p乙 解析 由正方体的体积公式V 棱长3求出体积 由 求出密度 甲 乙两种方式放在地上 由作用力与反作用力 相互作用力关系 可知 对地面的压力等于重力 由p gh求出压强 答案 固体压强 m a31 12
10、 3 变式题1 如图所示 图钉尖的面积是5 10 8m2 图钉帽的面积是1 10 4m2 松木能承受的最大压强是5 106Pa 以下说法正确的是 A 手指至少要用500N的力 图钉尖才能进入松木B 手指至少要用0 25N的力 图钉尖才能进入松木C 图钉静止时 它受到水平向左的力大于水平向右的力D 图钉静止时 它受到水平向左的力小于水平向右的力 B 例2 2014 白银 如图所示 A B C三个容器中分别装有盐水 清水和酒精 三个容器中液面相平 容器底部受到液体的压强分别为pA pB pC 则 A pA pB pCB pA pB 清水 酒精 根据液体压强公式p gh可以判断出三容器底部受到液体的
11、压强大小关系是pA pB pC 故正确选项为A 答案 液体压强 A 变式题2 毕节中考 如图甲所示 在高为1m的容器内装满水并密封 水对容器底面的压强为 Pa 若将该容器倒置 如图乙所示 此时容器底面受到的压力与甲图相比将 选填 变大 变小 或 不变 若在容器侧壁处开一小孔P 如图丙所示 发现水不会从小孔流出 这是由于 104 变小 受到大气压作用 例3 兰州中考 如果做托里拆利实验时 不用水银而用酒精 玻璃管至少应该长 m 酒精 0 8 103kg m3 大气压为1 0 105Pa g取10N kg 解析 根据液体压强公式p gh可知 一个标准大气压能支持酒精柱的高度为 答案 变式题3 地球
12、的表面积约为5 1 1014m2 地球表面的大气压约为1 0 105Pa 则大气对地球表面的压力约为 N 大气压强 12 5 5 1 1019 1 探究压力的作用效果跟什么因素有关 1 为了确保实验效果明显应选用易发生形变的受压面 如海绵 橡皮泥等 2 实验所用的方法是控制变量法和转换法 2 探究液体压强的特点 1 将压强计的探头放入盛水容器中同一深度处 改变探头方向 观察压强大小 增大探头在水中的深度 观察压强的变化 换用不同液体 观察在深度相同时压强是否与密度有关 2 实验所说的深度是液面到液体内部某点的垂直高度 不是该点到液体底部的高度 本实验描述结论时要注意控制变量 同种液体 内部压强
13、随深度的增大而增大 深度一定时 液体内部的压强随液体密度的增大而增大 例4 在探究 压力的作用效果与哪些因素有关 实验中 小聪对实验器材做了一些改进 如图所示 在透明有机盒里放入一块海绵和砖块进行实验 1 实验时 是通过观察 来比较砖块对海绵的压力作用效果 2 要探究压力的作用效果与受力面积的关系 可以选用 填序号 两次实验 3 分析比较图中a b c三次实验 可得出的结论是 二 常见易错现象 误认为物体的重力就是压力 只有当物体放在水平面上静止时才有F G 应用压强公式p 计算易错 a 公式变形错 b 把物体的表面积当成受力面积 c 单位换算错 d 把重力当成压力 固体压强和液体压强公式易混
14、 公式p gh不仅适用于液体压强的计算 也适用于放在水平面上的规则的固体的压强的计算 关于大气压的计算易错 抓不住大气压的有效作用面积 一 方法技巧1 压强公式的灵活运用是压强定义式 普遍适用 计算固体压强时 计算顺序是先压力F后压强p 计算液体压强时 计算顺序是先压强p后压力F 2 对密度均匀 形状规则的柱体 如粗细均匀的圆柱 长方体 正方体等 放在水平面上 它们对水平支持面压强3 液体对容器底的压力F与液体的重力G的关系 柱形容器 F G液 上宽下窄容器 F G液 上窄下宽容器 F G液 二 常见易错现象 易混平衡螺母和游码的调节 测量前 应调节平衡螺母使天平的横梁平衡 称量过程中 只能调
15、节游码使横梁平衡 对公式 的理解易错 密度是物质的一种特性 不随其质量和体积的变化而变化 误认为外界条件 如温度 状态 压强等 改变 密度不变 气体装在容器中用去一部分 体积不变 密度变小 测液体密度的步骤顺序易错 测液体密度时 要利用烧杯和量筒盛液体 由于液体会粘附在杯内壁上 则测出的结果就会有较大误差 所以应当采用剩余法合理调整测量步骤 减小实验误差 例5 如图所示一薄壁水壶放在水平桌面上 水壶高为20cm 底面积为30cm2 壶的容积为1 2L 壶自身质量为0 6kg 求注满水后 水对壶底的压强和压力 壶对桌面的压强和压力 g 10N kg 例6 在工厂里常用圆形低压吸盘搬运玻璃 如图中E为一圆形吸盘 其直径为0 2m ABCD为一正方形平板玻璃 边长为1m 重125 6N 若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空 则吸盘内的气压至少应比外界大气压小 Pa 解析 平板玻璃水平悬空时 受到三个力的作用 玻璃板向下的重力G 吸盘内气体对玻璃向下的压力F 大气对玻璃板向上的压力F0 三力平衡 F0 F G 即p0S pS G 所以大气压与吸盘内气压的差为 答案 4000
